Tailored production of nanoparticles in non-equilibrium plasmas

• Applicant: Professor Dr. Jörg Winter
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2008 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 62666429

• Final Report Year: 2013

Final Report Abstract

Es wurden Plasmen in Mischungen aus Argon und Acethylen untersucht. Während der Anwesenheit von Acethylen kommt es zu Partikelwachstum – durch Abschalten der reaktiven Gaskomponente können die dann vorhandenen Partikel ohne weiteres Wachstum im Ar Plasma eingefangen und das Plasma hinsichtlich seiner Eigenschaften untersucht werden. Damit gelingt eine weitgehende Trennung des Einflusses der Reaktivgaskomponente von denen der geladenen Partikel auf die Plamaeigenschaften. Das System wurde mit einer Vielzahl von Diagnostiken experimentell untersucht. Es wurde ein Modell zur Beschreibung reaktiver Plasmen mit Partikeln entwickelt. Es ist gelungen ein weitgehend konsistentes Bild des komplexen Verhaltens der stark nicht linear gekoppelten Eigenschaften der Partikelkomponente und der Plasmaeigenschaften zu erhalten und zu verifizieren. Es wurde ein neuartiges Verfahren zur Bestimmung der Ionenflüsse auf die Elektroden entwickelt. Daraus wurden Ionendichten ermittelt, in guter Übereinstimmung mit korrespondierenden Daten der Elektronenkomponente. Der Versuch die in der Astronomie beobachte Extinktionserhöhung im VUV (UV bump), die auf die Absorption von Partikeln im interstellaren Raum zurückgeführt wird, im Labor nachzustellen ist im Rahmen der erreichbaren Empfindlichkeit nicht gelungen.

Publications

• Electrode floating voltage measurements for determination of ion density in pulsed dusty plasmas. 37th EPS Conference on Plasma Physics, June 2010, Dublin, Ireland (P2.311)
  B. Sikimić, I. Stefanović, N. Sadeghi, I. Denysenko, J. Winter
  
• A global model for the afterglow of pure argon and of argon with negatively charged dust particles. J. Phys. D: Appl. Phys. 44 (2011) 205204
  I. Denysenko, I. Stefanović, B. Sikimić, N. Azarenkov, J. Winter, N. Sadeghi
  
• Influence of thin film on the electrical properties of pulsed plasmas. Proc. 20th International Symposium on Plasma Chemistry, July 2011, Philadelphia, USA
  B. Sikimić, I. Stefanović, I. Denysenko, J. Winter
  
• Fabrication of nanopowders in RF plasmas: diagnostics and modelling (I-15). International Conference and School on Plasma Physics and Controlled Fusion, Sept 2012, Alushta (Crimea), Ukraine
  I. Stefanović, B. Sikimić, I. Denysenko, J. Winter
  
• Monitoring of hydrocarbon concentrations in dust-producing RF plasmas. Plasma Sources Sci. Technol. 21 (2012) 055001
  F. Hempel, D. Lopatik, B. Sikimić, I. Stefanović, J. Winter, J. Röpcke